题目内容
某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
【实验内容及记录】
请回答：
（1）根据实验试剂写出实验原理： （用化学方程式表示）
（2）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是 ．
（3）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：υ（KMnO4）= ．
（4）该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+） 随时间变化趋势的示意图，如图1所示．但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+） 随时间变化的趋势应如图2所示．该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究．
①该小组同学提出的假设是 ．
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白．
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是 ．
【实验内容及记录】
| 实验编号 | 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.2mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L 稀硫酸 | ||
| 1 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 4.0 |
| 2 | 3.0 | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 5.2 |
| 3 | 3.0 | 4.0 | 1.0 | 2.0 | 6.4 |
（1）根据实验试剂写出实验原理：
（2）根据上表中的实验数据，可以得到的结论是
（3）利用实验1中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为：υ（KMnO4）=
（4）该小组同学根据经验绘制了n（Mn2+） 随时间变化趋势的示意图，如图1所示．但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n（Mn2+） 随时间变化的趋势应如图2所示．该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究．
①该小组同学提出的假设是
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白．
| 实验编号 | 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL | 再向试管中加入少量固体 | 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min | |||
| 0.6 mol/L H2C2O4溶液 | H2O | 0.2 mol/L KMnO4溶液 | 3 mol/L 稀硫酸 | |||
| 4 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | t | |
考点：探究影响化学反应速率的因素
专题：实验设计题
分析：（1）本题的实验原理是酸性高锰酸钾氧化草酸，酸性高锰酸钾褪色生成二价锰离子，草酸中的C被氧化为二氧化碳；
（2）从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度，根据高锰酸钾溶液溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；
（3）先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率；
（4）①由图乙可知反应开始后锰离子浓度增大，反应速率增加的比较快，所以探究的是硫酸镁在反应中的作用；
②作对比实验时，除了加入MnSO4不同外，其它量完全相同，据此进行解答；
③若反应加快，说明Mn2+是催化剂，反应过程中溶液褪色时间减少．
（2）从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度，根据高锰酸钾溶液溶液浓度不同对反应速率的影响进行解答；
（3）先根据醋酸和高锰酸钾的物质的量判断过量，然后根据不足量及反应速率表达式计算出反应速率；
（4）①由图乙可知反应开始后锰离子浓度增大，反应速率增加的比较快，所以探究的是硫酸镁在反应中的作用；
②作对比实验时，除了加入MnSO4不同外，其它量完全相同，据此进行解答；
③若反应加快，说明Mn2+是催化剂，反应过程中溶液褪色时间减少．
解答：
解：（1）本题的实验原理是酸性高锰酸钾氧化草酸，酸性高锰酸钾褪色生成二价锰离子，草酸中的C被氧化为二氧化碳，化学方程式为：2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O，故答案为：2KMNO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O；
（2）从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度；其他条件相同时，增大KMnO4浓度，反应速率增大，
故答案为：其他条件相同时，增大KMnO4浓度反应速率增大；
（3）草酸的物质的量为：0.6mol?L-1×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.2mol?L-1×0.003L=0.0006mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol：0.0006mol=3：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：.2mol/L×0.003L（3+2+3+2）×10-3L=0.06mol/L，
这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=0.06mol/L4min=1.5×10-2 mol/（L?min），
故答案为：1.5×10-2 mol/（L?min）；
（4）①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4（或Mn2+）为该反应的催化剂，
故答案为：生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用）；
②与实验1作对比实验，则加入的硫酸锰的量不同，其它条件必须相同，所以加入的少量固体为MnSO4，故答案为：MnSO4；
③若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于4min，从而说明Mn2+是催化剂，
故答案为：与实验1比较，溶液褪色所需时间短（或所用时间（t）小于4min）．
（2）从表中数据可知改变的条件是KMnO4浓度；其他条件相同时，增大KMnO4浓度，反应速率增大，
故答案为：其他条件相同时，增大KMnO4浓度反应速率增大；
（3）草酸的物质的量为：0.6mol?L-1×0.003L=0.0018mol，高锰酸钾的物质的量为：0.2mol?L-1×0.003L=0.0006mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为：0.0018mol：0.0006mol=3：1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为：.2mol/L×0.003L（3+2+3+2）×10-3L=0.06mol/L，
这段时间内平均反应速率v（KMnO4）=0.06mol/L4min=1.5×10-2 mol/（L?min），
故答案为：1.5×10-2 mol/（L?min）；
（4）①由图乙可知反应开始后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4（或Mn2+）为该反应的催化剂，
故答案为：生成物中的MnSO4为该反应的催化剂（或Mn2+对该反应有催化作用）；
②与实验1作对比实验，则加入的硫酸锰的量不同，其它条件必须相同，所以加入的少量固体为MnSO4，故答案为：MnSO4；
③若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，溶液褪色的时间小于4min，从而说明Mn2+是催化剂，
故答案为：与实验1比较，溶液褪色所需时间短（或所用时间（t）小于4min）．
点评：本题主要结合实验考查了影响化学反应速率的因素，题目难度不大，注意掌握温度、催化剂对化学反应速率的影响，解题关键是对比分析图表中的数据找出相同点和不同点，然后得出合理结论．
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